本文關(guān)鍵詞：柔性機(jī)械臂振動(dòng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別與時(shí)滯補(bǔ)償控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《安徽理工大學(xué)》 2015年

柔性機(jī)械臂振動(dòng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別與時(shí)滯補(bǔ)償控制研究

熊能  

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,柔性結(jié)構(gòu)在工程中得到越來(lái)越多的使用,如衛(wèi)星帆板、空間機(jī)械手、工業(yè)機(jī)械臂等,并且對(duì)其運(yùn)行精度也提出了越來(lái)越高的要求。由于大撓度結(jié)構(gòu)振動(dòng)阻尼較小,易受擾動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng),因此分析其動(dòng)力學(xué)特性,設(shè)計(jì)有效控制方法對(duì)柔性機(jī)械臂的振動(dòng)進(jìn)行控制,是非常重要的。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論建模存在很多困難,模態(tài)理論目前是一種較為成熟而得到廣泛應(yīng)用的理論。在過(guò)程控制中容易發(fā)現(xiàn),被控對(duì)象往往存在著不同程度的純滯后,進(jìn)而影響控制效果,為了改善時(shí)滯系統(tǒng)的控制效果,需要對(duì)其控制進(jìn)行時(shí)滯補(bǔ)償。 本文以單關(guān)節(jié)柔性機(jī)械臂為研究對(duì)象,利用壓電陶瓷做傳感器和控制器,對(duì)柔性機(jī)械臂的振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)、振動(dòng)主動(dòng)控制及時(shí)滯補(bǔ)償進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容如下： 引入獨(dú)立成分分析(ICA)算法對(duì)柔性機(jī)械臂系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。用Lab VIEW軟件編寫(xiě)?yīng)毩⒊煞址治龀绦?對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析,辨識(shí)系統(tǒng)模態(tài)參數(shù),進(jìn)而構(gòu)建系統(tǒng)模態(tài)模型。對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行ICA處理與不進(jìn)行ICA處理的模態(tài)參數(shù)識(shí)別效果比較,證明了ICA方法具有更好的信號(hào)分離及振動(dòng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別能力。 使用基于卡爾曼濾波器的LQG算法對(duì)柔性機(jī)械臂的振動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)控制。確定柔性機(jī)械臂傳感器和驅(qū)動(dòng)器的配置方案,并在NI CRIO實(shí)時(shí)控制平臺(tái)上組建了壓電柔性機(jī)械臂主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。根據(jù)本文用到的柔性臂模型,使用Lab VIEW軟件編寫(xiě)控制算法程序,進(jìn)行柔性臂振動(dòng)主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于卡爾曼濾波器的LQG算法能對(duì)柔性臂的振動(dòng)實(shí)現(xiàn)有效抑制。 對(duì)振動(dòng)主動(dòng)控制的時(shí)滯問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)償研究,簡(jiǎn)要闡述了二階時(shí)滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性,運(yùn)用李沙育圖形對(duì)控制信號(hào)與傳感信號(hào)之間相位差進(jìn)行了觀測(cè),并做出初步估計(jì)。對(duì)LQG控制算法做出Smith預(yù)估補(bǔ)償并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確定了控制信號(hào)與傳感信號(hào)之間的相位差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,時(shí)滯補(bǔ)償后在第一、二階模態(tài)頻率處的控制效果均好于補(bǔ)償前,并能有效減少驅(qū)動(dòng)片對(duì)結(jié)構(gòu)的高頻激勵(lì)作用,驗(yàn)證了Smith預(yù)估補(bǔ)償方法的有效性,以及對(duì)振動(dòng)控制效果的改進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP241;TP391.4
【目錄】：

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10 王樹(shù)新;張冬梅;金國(guó)光;劉又午;;視覺(jué)控制柔性機(jī)械臂的廣義確定性動(dòng)力學(xué)模型[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會(huì)議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會(huì)論文集[C];2001年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 屠立;柔性機(jī)械臂集成建模與結(jié)構(gòu)控制優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)[D];浙江大學(xué);2009年

2 張慶;組合柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)特性與振動(dòng)抑制性能的研究[D];南京理工大學(xué);2010年

3 褚明;空間柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)特性與主動(dòng)控制研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

4 徐彥;液壓柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模與控制研究[D];東北大學(xué);2008年

5 張曉東;空間柔性機(jī)械臂控制策略研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

6 陳思佳;剛—柔耦合問(wèn)題與空間多桿柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)建模理論研究[D];南京理工大學(xué);2012年

7 李光;液壓柔性臂的動(dòng)力學(xué)及控制研究[D];中南大學(xué);2003年

8 潘冬;空間柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模分析及在軌抓捕控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

9 楊永泰;空間柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模、軌跡規(guī)劃與振動(dòng)抑制研究[D];北京理工大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉治虎;柔性機(jī)械臂動(dòng)響應(yīng)控制[D];西安電子科技大學(xué);2009年

2 汪性武;柔性機(jī)械臂的振動(dòng)控制[D];南京航空航天大學(xué);2004年

3 張國(guó)慶;雙柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)研究[D];吉林建筑工程學(xué)院;2010年

4 李興修;柔性機(jī)械臂的振動(dòng)控制研究[D];東北大學(xué);2010年

5 姜丹;外空間環(huán)境中的柔性機(jī)械臂的非線性振動(dòng)研究[D];東北大學(xué);2010年

6 姚威;空間大負(fù)載柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤策略研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

7 洪蕓蕓;壓電柔性機(jī)械臂振動(dòng)控制及實(shí)驗(yàn)研究[D];華東交通大學(xué);2013年

8 于慧;復(fù)雜構(gòu)形柔性機(jī)械臂多維振動(dòng)特性分析[D];山東大學(xué);2014年

9 郭秉華;六自由度空間柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)分析與控制[D];北京郵電大學(xué);2009年

10 杜欣;雙連桿柔性機(jī)械臂的主動(dòng)控制研究[D];上海交通大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：柔性機(jī)械臂振動(dòng)模態(tài)參數(shù)識(shí)別與時(shí)滯補(bǔ)償控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：139188